随着半导体工艺技术的不断更新与优化,电力半导体器件逐渐向大功率、高频、小型化等方向发展,导致其芯片必须承受更高的功率密度和更高的结温。为了提高电力半导体器件的散热能力和可靠性,对封装结构及其热特性的研究至关重要。本文以双芯门极换流晶闸管(Dual-GCT)为例,设计了常规型和集成化两种封装结构,利用ANSYS软件对比分析了两种结构的温度分布和热机械应力分布,以及在高低温循环和温度冲击下的热形变结果。主要研究内容如下:第一,依据双芯GCT背面金属化结构特点,利用ANSYS软件建立多层金属化结构模型,研究Al-Cr-Ni-Ag和Al-Ti-Ni-Ag两种结构在温度载荷下的热机械应力,并通过结果对Al-Ti-Ni-Ag进行厚度优化使其热机械应力最小,热稳定性最高。第二,基于压接式GCT的封装结构,依据双芯GCT的结构特点,设计双芯了 GCT封装,研究了热稳态下该封装结构的温度分布和热机械应力分布,以及在高低温循环和温度冲击条件下的热形变。第三,依据集成化双芯GCT(Dual-ICT)结构特点,设计集成化双芯GCT封装结构,研究该结构的温度分布与热机械应力分布,以及在温度冲击下的热形变,并对封装结构中MOS管布局和散热方式进行优化。本文的研究结果对双芯GCT封装结构的设计提供一定的参考。